JavaScriptでn個の抵抗器の合成抵抗を計算する方法

物理学において、直列に接続された抵抗器（たとえば3個）の合成抵抗 R は、各抵抗値の単純な合計として次のように表されます。

R = R1 + R2 + R3

一方、並列接続された抵抗器の合成抵抗は、各抵抗の逆数の和として求められます。

1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

したがって、合成抵抗そのものは次の式で計算できます。

R = 1 / ((1/R1) + (1/R2) + (1/R3))

そこで本記事では、'series'（直列）または 'parallel'（並列）という文字列と、任意の個数の抵抗値を受け取り、それらの合成抵抗を返すJavaScript関数を作成します。

コード例

以下がこの関数の実装例です。

const r1 = 5, r2 = 7, r3 = 9;

const equivalentResistance = (combination = 'parallel', ...resistors) => {
  if (combination === 'parallel') {
    // 並列接続：各抵抗の逆数の合計の逆数が合成抵抗
    const inverseSum = resistors.reduce((acc, val) => acc + (1 / val), 0);
    return 1 / inverseSum;
  }
  // 直列接続：抵抗値の単純な合計
  return resistors.reduce((acc, val) => acc + val, 0);
};

console.log(equivalentResistance('parallel', r1, r2, r3));
console.log(equivalentResistance('series', r1, r2, r3));

出力結果

コンソールには以下のように出力されます。

2.202797202797203
21

コードの解説

• 可変長引数（...resistors） を使用することで、抵抗器が何個あっても柔軟に対応できます。
• 直列接続の場合は、reduce() を使ってすべての抵抗値を単純に加算します。
• 並列接続の場合は、まず各抵抗の逆数を合計し、その総和の逆数を取ることで正確な合成抵抗を求めます。
• reduce() の第2引数に初期値 0 を渡しているため、配列が空でもエラーにならず安全に動作します。

このように、式の意味を正しく理解して実装することで、直列・並列どちらの回路にも対応できる汎用的な関数になります。